JPH0320012B2 - - Google Patents
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- JPH0320012B2 JPH0320012B2 JP59079794A JP7979484A JPH0320012B2 JP H0320012 B2 JPH0320012 B2 JP H0320012B2 JP 59079794 A JP59079794 A JP 59079794A JP 7979484 A JP7979484 A JP 7979484A JP H0320012 B2 JPH0320012 B2 JP H0320012B2
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- H—ELECTRICITY
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- H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は高速で形状や明るさが変化する物体や
像等のある任意の一瞬の像を、電子式の高速シヤ
ツタにより取り出して、静止像として撮像する高
速電子シヤツタカメラに関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention takes out an arbitrary instantaneous image of an object or image whose shape or brightness changes rapidly using an electronic high-speed shutter, and converts it into a still image. This invention relates to a high-speed electronic shutter camera that captures images.
（従来の技術）
高速で変化する二次元的な観測対象のある瞬間
の静止像を得るために、短い時間で高速シヤツタ
を動作させ、映像を得る高速度カメラが利用され
ている。(Prior Art) In order to obtain an instantaneous still image of a two-dimensional observation target that changes at high speed, a high-speed camera is used that operates a high-speed shutter in a short period of time to obtain an image.
このようなカメラとして、機械的なシヤツタを
用いるいわゆる光学写真機と、イメージ管に電気
的なパルスを印加してその時間だけ映像を得を電
子的な高速度カメラが知られている。 As such cameras, there are known so-called optical cameras that use a mechanical shutter, and electronic high-speed cameras that apply electrical pulses to an image tube and obtain images for that period of time.
一般的にいつて、後者の電子的な高速度カメラ
の方が機械的なシヤツタを持つ写真機より、速い
シヤツタ速度が得られるから、変化の速い撮像対
象のためには電子的シヤツタカメラが適してい
る。 In general, electronic high-speed cameras can provide faster shutter speeds than cameras with mechanical shutters, so electronic shutter cameras are suitable for rapidly changing subjects. There is.
第９図は従来用いられていたイメージ管を用い
た電子高速度カメラを示す断面図である。 FIG. 9 is a sectional view showing a conventional electronic high-speed camera using an image tube.
まず、通常動作のイメージ管の構成と動作を説
明する。 First, the configuration and operation of the image tube in normal operation will be explained.
観測対象物体１の光像が光学レンズ２により、
イメージ管の光電面４に結像されると、この光像
の形状、明るさに対応して、光電子が放出され
る。そして、観測対象物体１の構造は光電子面の
ごく表面の真空中の光電子像５に変換される。 The optical image of the object to be observed 1 is captured by the optical lens 2,
When an image is formed on the photocathode 4 of the image tube, photoelectrons are emitted depending on the shape and brightness of this optical image. The structure of the object to be observed 1 is then converted into a photoelectron image 5 in vacuum of the very surface of the photoelectron surface.
光電子像５の各部分はその部分に対応する光像
の各部の明るさに比例した個数の電子数をもち光
電子像５はこれ等の電子の個数の分布として規定
される。 Each part of the photoelectron image 5 has a number of electrons proportional to the brightness of each part of the optical image corresponding to that part, and the photoelectron image 5 is defined as a distribution of the number of these electrons.
光電面４には、負の高電圧（VK）が印加さ
れ、メツシユ電極６には負の高電圧だが、光電面
より正方向の電圧（VM）が印加されている。 A negative high voltage (VK) is applied to the photocathode 4, and a negative high voltage (VM) is applied to the mesh electrode 6, but in a positive direction from the photocathode.
光電子像５を形成している光電子群は、前記電
位差により、メツシユ電極６の方向に加速され移
動し、メツシユ電極６を透過する。 The photoelectron group forming the photoelectron image 5 is accelerated and moves in the direction of the mesh electrode 6 due to the potential difference, and is transmitted through the mesh electrode 6.
集束電極１０７には、光電面４より正方向より
の負の高圧、アノード１０８および螢光面１１１
には0V（接地電位）が印加されており、メツシユ
電極６を透過して電子は螢光面１１１の方へ進
む。一方光電面４での光像から光電子像への変換
は１ピコ秒より小さい時間の非常に高速の応答で
行われる。そのため時々刻々、その各時刻の形
状，明るさの光像に対応した光電子像が光電面４
の表面で次々と発生し、これを構成する光電子群
が次々とメツシユ電極６の方向に進んでいき、こ
の結果光電子ビームが光電面から螢光面１１１の
方向に管軸に沿つて発生する。 The focusing electrode 107 has a negative high voltage applied from the photocathode 4 in the positive direction, an anode 108 and a fluorescent surface 111.
0V (ground potential) is applied to , and the electrons pass through the mesh electrode 6 and proceed toward the fluorescent surface 111 . On the other hand, the conversion from an optical image to a photoelectron image at the photocathode 4 is performed with a very fast response time of less than 1 picosecond. Therefore, from time to time, a photoelectron image corresponding to the shape and brightness of the light image at each time is displayed on the photocathode 4.
The photoelectron groups are generated one after another on the surface of the photoelectron, and the photoelectron groups that make up the photoelectrons proceed one after another in the direction of the mesh electrode 6, and as a result, a photoelectron beam is generated from the photocathode toward the fluorescent surface 111 along the tube axis.
この光電子ビームの管軸に垂直な各断面内に
は、各時刻における光像の形状および明るさの二
次元情報が光電子の空間密度に変換されて入つて
いることになる。 In each cross section of this photoelectron beam perpendicular to the tube axis, two-dimensional information about the shape and brightness of the optical image at each time is converted into a spatial density of photoelectrons.
また管軸に沿つてその断面を螢光面の方から光
電面側に見ていくと時刻の前の方から後の方に順
次各時刻における光像の二次元情報が各断面に入
つており、これらが順次螢光面に流れ込んでいく
ことになる。 Also, when looking at the cross section along the tube axis from the fluorescent surface to the photocathode, two-dimensional information of the light image at each time is sequentially included in each cross section from the front to the rear of the time. , these will sequentially flow into the fluorescent surface.
これらのことから、この各断面の情報のうち、
所望の断面部だけのものと螢光面１１１の上に映
し出せばシヤツタ動作が行われたことになること
がわかる。 From these facts, among the information on each cross section,
If only the desired cross section is projected onto the fluorescent surface 111, it can be seen that a shutter operation has been performed.
なお、光電子群は、光電面４から放出されたと
き０〜数eV程度の色々のエネルギーをもち、か
つ光電面に対して色々な角度で放出される。 Note that the photoelectron group has various energies of about 0 to several eV when emitted from the photocathode 4, and is emitted at various angles with respect to the photocathode.
このエネルギーは電子群がアノード１０８まで
加速された時得られるエネルギー、例えば10keV
程度に比べれば低いが、光電面４上の任意の点、
例えば光電子像のＡ点を形成している光電子群が
アノード１０８の方向に加速されるうちに、広が
つてしまいボケてしまうのではないかと言う疑問
が生じる。 This energy is the energy obtained when the electron group is accelerated to the anode 108, for example 10keV
Although the degree is low, any point on the photocathode 4,
For example, a question arises as to whether the photoelectron group forming point A of the photoelectron image spreads out and becomes blurred while being accelerated in the direction of the anode 108.
しかし、このような光電子のエネルギーおよび
方向にバラツキがあつても、集束電極１０７に、
光電面の電圧より高い適当な電圧を印加して、こ
の部分に電子レンズを形成してあるので、広がつ
た電子を集束させて、螢光面１１１の対応する点
A′に集束させることができるから問題にならな
い。この光電子像の結像の様子を図中に電子軌道
を用いて示す。 However, even if there are variations in the energy and direction of photoelectrons, the focusing electrode 107
Since an electron lens is formed in this portion by applying a suitable voltage higher than the voltage on the photocathode, the spread electrons are focused and focused on the corresponding point on the fluorescent surface 111.
This is not a problem because it can be focused on A′. The formation of this photoelectron image is shown in the figure using electron trajectories.
図中P1，P2はそれぞれ光電面のＡ点，Ｂ点が
発生した光電子のうちで、初速が０のものの軌道
を示し、主軌道と呼ばれる。 In the figure, P 1 and P 2 indicate the orbits of photoelectrons whose initial velocity is 0 among the photoelectrons generated at points A and B on the photocathode, respectively, and are called main orbits.
一方P1′，P2′は、光電面のＡ点，Ｂ点における
法線に対して±αの角度、ε0eVのエネルギーで
放出されたものの軌道で０≦α≦90゜の任意のα，
および光電子放出で得られる、０〜数eVの小さ
な任意のε0の値を持つ光電子の軌道を示す。 On the other hand, P 1 ′ and P 2 ′ are the orbits of the light emitted with an energy of ε 0 eV at an angle of ±α with respect to the normal line at points A and B of the photocathode, and are arbitrary angles in the range 0≦α≦90°. α,
and shows the trajectory of a photoelectron with a small arbitrary value of ε 0 from 0 to several eV, obtained by photoelectron emission.
集束電極１０７に、適当な調節された電圧を与
えれば、P1′，P2′の終点をそれぞれ主軌道が螢光
面にぶつかる点A′，B′点に実質的に一致させる
ことができる。 By applying an appropriately regulated voltage to the focusing electrode 107, the end points of P 1 ′ and P 2 ′ can be made to substantially coincide with the points A′ and B′ where the main orbits strike the fluorescent surface, respectively. .
これは、光電子像５の他の任意の点に対しても
同様である。 This also applies to any other point on the photoelectron image 5.
この螢光面に結像した光電子群は高速で螢光面
を衝撃するので、発生を生じ入力光像に対応した
出力映像が得られる。 The group of photoelectrons focused on the phosphor surface impacts the phosphor surface at high speed, causing generation and producing an output image corresponding to the input optical image.
入力光像の変化が螢光材料の応答速度を越える
ときは、螢光面１１１に形成される像が重なつて
しまい独立した画像として表示することができな
くなる。 When the change in the input light image exceeds the response speed of the fluorescent material, the images formed on the fluorescent surface 111 overlap and cannot be displayed as independent images.
したがつて、通常動作で、出力映像の変化から
入力光像を観察できる範囲は、螢光材料の特性と
眼の応答性から制限をうける。 Therefore, in normal operation, the range in which the input optical image can be observed from changes in the output image is limited by the characteristics of the fluorescent material and the responsiveness of the eye.
次に電子シヤツタ動作の説明をする。 Next, the electronic shutter operation will be explained.
電子シヤツタを行わない通常のイメージ管動作
のときは前述のように、光電面４に直流電圧
（VK）を常時印加する。 During normal image tube operation without electronic shutter, a DC voltage (VK) is constantly applied to the photocathode 4, as described above.
電子シヤツタ動作のときには光電面に印加する
電圧を変化させる。 During electronic shutter operation, the voltage applied to the photocathode is changed.
第１０図に電子シヤツタ動作時の光電面に印加
される電圧を示す。光電面４には矩形波パルス電
圧W1が印加される。まず光電面４とメツシユ電
極６の部分に注目する。 FIG. 10 shows the voltage applied to the photocathode during electronic shutter operation. A rectangular wave pulse voltage W 1 is applied to the photocathode 4 . First, attention will be paid to the photocathode 4 and the mesh electrode 6.
メツシユ電極６には前述の通常動作のときと同
じ直流の負の電圧（VM）が印加されている。 The same negative DC voltage (VM) as in the above-mentioned normal operation is applied to the mesh electrode 6.
W2（＝VM）として、第１０図に示す。 It is shown in FIG. 10 as W 2 (=VM).
光電面４には電圧VK′（VK′＞VM）と電圧VK
（VK＜VM）の部分からなる矩形波パルス電圧
W1が印加されている。 The voltage VK′ (VK′>VM) and the voltage VK are applied to the photocathode 4.
Square wave pulse voltage consisting of the part (VK<VM)
W 1 is applied.
メツシユ電極６の電圧W2（＝VM）と光電面４
の電圧W1（VK′＞VM≧VK）の関係で電子式の
シヤツタ作用が行われる。 Voltage W 2 (=VM) of mesh electrode 6 and photocathode 4
An electronic shutter action is performed based on the relationship of voltage W 1 (VK′>VM≧VK).
光電面４の電圧W1がVK′のときはメツシユ電
極６の電圧VMより高いので、光電面４の放出し
た光電子がメツシユ電極電位によつて追い返され
てしまうので出力像は得られない。 When the voltage W 1 of the photocathode 4 is VK', it is higher than the voltage VM of the mesh electrode 6, so the photoelectrons emitted by the photocathode 4 are repelled by the mesh electrode potential, so that no output image can be obtained.
光電面４の電圧W1がVKのときはメツシユ電
極６の電圧VMより低いので、光電面４の放出し
た光電子がメツシユ電極電位によつて加速され、
集束電極１０７の空間に放出される。 When the voltage W 1 of the photocathode 4 is VK, it is lower than the voltage VM of the mesh electrode 6, so the photoelectrons emitted by the photocathode 4 are accelerated by the mesh electrode potential.
It is emitted into the space of the focusing electrode 107.
光電面４の電圧がVKである期間T1は、通常の
写真機の露光時間に相当する。 The period T1 during which the voltage of the photocathode 4 is VK corresponds to the exposure time of a normal camera.
電子管の場合は光でないので、露出時間と呼ぶ
ことにする。 In the case of electron tubes, it is not light, so we will call it exposure time.
この短い露出時間に放出された光電子群だけが
螢光面に結像し、発光像が得られる。この発光時
間は螢光体の種類によつて異なるが数10μs〜1ms
位でかなり短い時間である。この出力映像は例え
ば、シヤツタを開放にした第９図に示す光学写真
機１１３で記録される。 Only the photoelectrons emitted during this short exposure time form an image on the fluorescent surface, and a luminescence image is obtained. The emission time varies depending on the type of phosphor, but it ranges from several tens of microseconds to 1 ms.
This is a fairly short period of time. This output image is recorded, for example, by an optical camera 113 shown in FIG. 9 with the shutter open.
前述の露出時間T1は通常の光学写真機の場合
の露出時間と同じ重要な意味を持ち、光像の変化
する時間に比較してT1が大きすぎると、T1の期
間は螢光面上の同じ位置で、入力光像に対応する
光像の発光を続けるので、それらの動く光像が重
なつてしまい、映像がボケてしまう。 The aforementioned exposure time T 1 has the same important meaning as the exposure time in the case of a normal optical camera, and if T 1 is too large compared to the time when the light image changes, the period of T 1 will be Since the light image corresponding to the input light image continues to be emitted at the same position above, the moving light images overlap and the image becomes blurred.
またT1が小さすぎると、螢光面上の発光は、
ほんの一瞬であとの光情報を持つ光電子ビームは
カツトされてしまうので、出力映像が暗くなつて
しまう。このため、通常入力光像の変化速度を考
慮して、像のボケない限り、大きなT1を選ぶ。 Also, if T 1 is too small, the light emission on the fluorescent surface will be
In just a moment, the photoelectron beam carrying the remaining optical information is cut off, resulting in a dark output image. For this reason, usually a large T 1 is selected, taking into consideration the rate of change of the input light image, as long as the image does not become blurred.
換言すれば、そのように選ばれた時間T1の間
は入力光像は略静止している。 In other words, the input light image is substantially stationary during the time T1 so selected.
このようにして光学的装置では実現できない高
速電子シヤツタカメラを実現できるが、この装置
にも限界がある。 In this way, a high-speed electronic shutter camera that cannot be realized with an optical device can be realized, but this device also has its limitations.
露出時間T1を短くした場合の問題を第１１図
を参照して説明する。第１１図において、W4は
第１０図に示した光電面４に印加れる電圧W1に
対応する電圧を示す。 The problem when the exposure time T1 is shortened will be explained with reference to FIG. In FIG. 11, W 4 represents a voltage corresponding to the voltage W 1 applied to the photocathode 4 shown in FIG.
露出時間T1が数10ns以下という非常に小さい
値では第１１図の波形W4のように光電面に印加
する波形W4はなまつてしまう。 If the exposure time T 1 is a very small value of several tens of nanoseconds or less, the waveform W 4 applied to the photocathode will be blunted, as shown in the waveform W 4 in FIG. 11.
光電子ビームは光電面電位がメツシユ電極電位
より負方向にあればメツシユ電極を通過し、螢光
面を発光させる。 If the photocathode potential is more negative than the mesh electrode potential, the photoelectron beam passes through the mesh electrode and causes the fluorescent surface to emit light.
したがつて第１１図からわかるように光電面電
圧が（Vk）に等しくない途中の傾斜部分の波形
の電圧の時にも、螢光面を発光させる。 Therefore, as can be seen from FIG. 11, even when the photocathode voltage is not equal to (Vk), the phosphor surface is caused to emit light even when the waveform voltage is at the intermediate sloped portion.
一方電子レンズは光電面電位がVkに等しい時
のみ、螢光面上に、光電子像を正しく結像し、そ
れ以外の時はボケてしまうことになる。 On the other hand, an electron lens correctly forms a photoelectron image on the fluorescent surface only when the photocathode potential is equal to Vk, and the image becomes blurred at other times.
さらに、このようななまつた波形でさえ、W4
は数10〜数100Vの振幅が必要である。 Furthermore, even with such a sluggish waveform, W 4
requires an amplitude of several 10s to several 100V.
そのためT1が数10nsより小さいときには第１
０図に示したような理想的な電圧を発生させる回
路を構成することは不可能である。 Therefore, when T 1 is smaller than several tens of ns, the first
It is impossible to construct a circuit that generates an ideal voltage as shown in FIG.
（発明の目的）
本発明の目的は、より高速度の電子シヤツタを
可能にする新規な原理による高速電子シヤツタカ
メラを提供することにある。(Object of the Invention) An object of the present invention is to provide a high-speed electronic shutter camera based on a novel principle that enables higher-speed electronic shutter.
（構成の説明）
前記目的を達成するために、本発明による高速
電子シヤツタカメラは、イメージ管を用い光電面
に形成された像を高速シヤツタ撮りをする高速電
子シヤツタカメラにおいて、
光電子像を再結像させる第１の電子レンズと、
前記光電子の像再結像位置が偏向中心となるよ
うに配置されている偏向手段と、
ある一定時間内に前記偏向手段を通過した電子
を通過させ他の電子を捕捉する電子ビーム阻止電
極と、
前記電子ビーム阻止電極を通過した電子ビーム
を受け入れるように配置された第２電子レンズ
と、
前記第２電子レンズの結像位置に配置された螢
光面と、
前記各電子レンズに動作電力を供給するレンズ
駆動回路と、
前記偏向手段に偏向の程度が時間的に傾斜する
偏向を発生させる動作電力を供給する偏向手段駆
動回路とから構成されている。(Description of Configuration) In order to achieve the above object, the high-speed electronic shutter camera according to the present invention is a high-speed electronic shutter camera that uses an image tube to take a high-speed shutter image of an image formed on a photocathode, and re-forms the photoelectronic image. a first electron lens; a deflection means arranged such that the image re-imaging position of the photoelectrons becomes a deflection center; and electrons that have passed through the deflection means within a certain period of time are passed through and other electrons are captured. a second electron lens arranged to receive the electron beam that has passed through the electron beam blocking electrode; a fluorescent surface arranged at the imaging position of the second electron lens; It is comprised of a lens drive circuit that supplies operating power to the electron lens, and a deflection means drive circuit that supplies operating power that causes the deflection means to generate a deflection whose degree of deflection is time-gradient.
さらに、より確実な動作を確保するために、前
記構成において、前記偏向手段を偏向手段駆動回
路により偏向の程度が時間的に傾斜する偏向を発
生させる動作電力を提供するようにし、起動回路
により、観察対象の発光を検出して発光に同期し
て前記偏向手段駆動回路を起動するように構成す
る。 Furthermore, in order to ensure more reliable operation, in the above configuration, the deflection means drive circuit provides operating power to the deflection means to generate a deflection whose degree of deflection is time-gradient, and the starting circuit provides: The deflection means driving circuit is configured to detect light emission from the observation target and activate the deflection means drive circuit in synchronization with the light emission.
前記高速電子シヤツタカメラは、光電面，螢光
面，電子レンズ作用をもつ電極群で、偏向電極等
を有するイメージ管を変形して構成することがで
きる。 The high-speed electronic shutter camera can be constructed by modifying an image tube having a photocathode, a fluorescent surface, an electrode group having an electron lens function, and a deflection electrode.
偏向手段を静電偏向手段で構成し、傾斜電圧を
偏向電圧として印加するときは、電極間に第２図
に示すような傾斜電圧を印加する。 When the deflection means is constituted by electrostatic deflection means and a gradient voltage is applied as the deflection voltage, a gradient voltage as shown in FIG. 2 is applied between the electrodes.
高速電子シヤツタ撮りのためには、非常に高速
度で変化させる必要がある。 For high-speed electronic shutter photography, it is necessary to make changes at extremely high speeds.
この偏向電圧は、アバランシエツトランジスタ
や電子管を用いて、作ることができる。 This deflection voltage can be created using an avalanche transistor or an electron tube.
この傾斜電圧の中の特定の部分を通過した電子
ビームを第２の電子レンズ群で取り出してシヤツ
タ撮りを行う。 The electron beam that has passed through a specific portion of this gradient voltage is extracted by a second electron lens group to take a snapshot.
従来装置のようにメツシユ電極によるシヤツタ
動作は不要となり、露出時間T1を数10ns程度あ
るいはそれより小さな値にしてもボケもなく、確
実な高速電子シヤツタ撮りが可能である。 Unlike conventional devices, the shutter operation using mesh electrodes is no longer necessary, and even if the exposure time T1 is set to several tens of nanoseconds or smaller, it is possible to take reliable high-speed electronic shutter shots without blurring.
（実施例の説明）
以下、図面等を参照して本発明をさらに詳しく
説明する。(Description of Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings and the like.
第１図は本発明による高速電子シヤツタカメラ
の電子管の実施例を示す管軸を含む断面図であ
る。高真空に保たれた気密容器内の構造部は、機
能から考えて第１電子像形成部、光電子ビームの
シヤツタ動作（つまり露出時間を定める動作）
部，第２電子像形成部の３つの部分に分けて考え
ることができる。 FIG. 1 is a sectional view including the tube axis showing an embodiment of the electron tube of a high-speed electronic shutter camera according to the present invention. In terms of function, the structure inside the airtight container kept in a high vacuum is the first electron image forming section, which performs the shutter operation of the photoelectron beam (that is, the operation that determines the exposure time).
It can be considered to be divided into three parts: a second electronic image forming part and a second electronic image forming part.
第１電子像形成部は気密壁の一部を形成すると
ともに入力光像を受け入れる入力気密窓３，この
内側の表面に設けられた入力光像を、光電子像に
変換するための光電面４，光電面で発生した光電
子像５を偏向電極１１の管軸方向の中点を通り、
かつ管軸に垂直な面上に結像させるための電極群
から形成されている。 The first electron image forming section includes an input airtight window 3 that forms a part of the airtight wall and receives an input optical image, a photocathode 4 provided on the inner surface of the window for converting the input optical image into a photoelectron image; The photoelectron image 5 generated on the photocathode is passed through the center point of the deflection electrode 11 in the tube axis direction,
It is also formed from a group of electrodes for forming an image on a plane perpendicular to the tube axis.
前記電極群は、光電面４の中心に垂直な管軸に
沿つて順次配列されている軸対称な形状のメツシ
ユ電極６，第１集束電極７，真中にアパーチヤを
有する第１アノード８，後述の偏向電極および第
２電子像形成部の入力部へ流入する時の光電子ビ
ームの角度を調節する電子ビーム角度調節電極
９，この電子ビーム角度調節電極９に近接して配
置される偏向電極１１の電位が互いに悪影響を及
ぼし合わないように各々の電極の形成する電場を
遮蔽し、かつ真中に光電子ビームを透過するため
のアパーチヤを有する遮蔽電極１０を含んでい
る。光電子ビームのシヤツタ動作を行う部分は、
所望の時間、露出を行うため機能するものであ
る。光電子ビームのシヤツタ動作を行う部分は偏
向電極１１と適当な形状の開孔を持つ光電子ビー
ム阻止電極１３を含む。 The electrode group includes an axially symmetrical mesh electrode 6 arranged in sequence along the tube axis perpendicular to the center of the photocathode 4, a first focusing electrode 7, a first anode 8 having an aperture in the middle, and a mesh electrode 6, which will be described later. A deflection electrode and an electron beam angle adjustment electrode 9 that adjusts the angle of the photoelectron beam when it flows into the input section of the second electron image forming section, and a potential of a deflection electrode 11 disposed close to the electron beam angle adjustment electrode 9. The shielding electrode 10 shields the electric field formed by each electrode so that they do not adversely affect each other, and has a shielding electrode 10 having an aperture in the center for transmitting the photoelectron beam. The part that performs the shutter operation of the photoelectron beam is
It functions to provide exposure for a desired period of time. The portion that performs the photoelectron beam shuttering operation includes a deflection electrode 11 and a photoelectron beam blocking electrode 13 having an appropriately shaped aperture.
２枚の平行な金属板１１ａ，１１ｂからなる偏
向電極１１は光電面４からの光電子ビームを偏向
する。 A deflection electrode 11 consisting of two parallel metal plates 11a and 11b deflects the photoelectron beam from the photocathode 4.
光電子ビーム阻止電極１３には、定められた時
間だけ、光電子ビームを通過させ、露出時間T1
を設定し、その時間だけスクリーン上にビームを
照射させるための適当な形状の開孔１２が１個設
けられている。 The photoelectron beam is passed through the photoelectron beam blocking electrode 13 for a predetermined time, and the exposure time T 1
One aperture 12 of an appropriate shape is provided to set the beam and irradiate the beam onto the screen for that period of time.
その開孔１２の形状は、円形でもよいし一辺が
この断面図の面に平行で他の一辺が、この断面に
垂直な矩形でも良い。 The shape of the opening 12 may be circular or rectangular with one side parallel to the plane of this cross section and the other side perpendicular to this cross section.
ビームが掃引される時、この開孔１２を、横切
る時間が電子像の露出時間T1となる。 When the beam is swept, the time it takes to cross this aperture 12 is the exposure time T 1 of the electron image.
第２電子像形成部は、偏向電極１１の管軸方向
の中間の平面内に結像された光電子の像を再び結
像して、スクリーン１６上に出力するものであ
る。第２電子像形成部は、偏向電極１１の中心
と、開孔１２の中心を結ぶ直線（軸）上に沿つて
配置された、第２集束電極１４、第２アノード１
５，および塗布螢光面からなるスクリーン１６，
出力気密窓１７から形成されている。 The second electron image forming section re-images the photoelectron image formed in the plane in the middle of the deflection electrode 11 in the tube axis direction and outputs it onto the screen 16. The second electron image forming section includes a second focusing electrode 14 and a second anode 1 arranged along a straight line (axis) connecting the center of the deflection electrode 11 and the center of the aperture 12.
5, and a screen 16 made of a coated fluorescent surface;
It is formed from an output airtight window 17.
第３図は本発明による前記高速電子シヤツタカ
メラの全体の構成を示すブロツク図である。 FIG. 3 is a block diagram showing the overall structure of the high-speed electronic shutter camera according to the present invention.
電子管の部分は先に第１図により詳しく説明し
たので、略図的に示してある。 The electron tube portion was previously explained in detail in FIG. 1 and is therefore shown schematically.
光学レンズ２は観察対象物体１の像を光電面４
に形成するためのレンズである。 The optical lens 2 transfers the image of the object to be observed 1 to the photocathode 4.
This is a lens for forming.
このレンズ２と光電面４の間にハーフミラー２
１を配置し観察対象物体１からの光を一部下方に
導く。 A half mirror 2 is placed between this lens 2 and the photocathode 4.
1 to guide part of the light from the object 1 to be observed downward.
この光は他のレンズ２２により、高速光検出器
であるPINダイオード２３に集束される。 This light is focused by another lens 22 onto a PIN diode 23, which is a high speed photodetector.
PINダイオード２３の出力は遅延回路２４で任
意の時間遅延させられて、傾斜電圧発生回路２５
に接続されている。PINダイオード２３と遅延回
路２４が偏向手段である偏向電極１１を駆動する
傾斜電圧発生回路２５を起動する。 The output of the PIN diode 23 is delayed by an arbitrary time in a delay circuit 24, and then sent to a ramp voltage generation circuit 25.
It is connected to the. The PIN diode 23 and the delay circuit 24 activate the ramp voltage generation circuit 25 which drives the deflection electrode 11 which is the deflection means.
この前記傾斜電圧の傾斜は希望する露出時間に
応じて適当に定められるようになつている。 The slope of the gradient voltage can be appropriately determined depending on the desired exposure time.
どの時刻の映像をスクリーン上に出力させるか
を決定する傾斜電圧の掃引開始トリガは前記起動
回路により行われる。 The starting circuit triggers the start of the sweep of the ramp voltage, which determines at which time the image is to be output on the screen.
前述した第１電子像形成部、第２電子像形成部
の電極には直流高圧発生回路４０から動作電圧が
供給される。 An operating voltage is supplied from a DC high voltage generating circuit 40 to the electrodes of the first electronic image forming section and the second electronic image forming section described above.
各部の電圧および電圧変化は動作とともに後述
する。 The voltages and voltage changes of each part will be described later along with the operation.
次に前記実施例装置の動作を説明する。 Next, the operation of the apparatus of the embodiment will be explained.
光学レンズ２によつて高速でその明るさや、形
状が変化する観察対象物体１の光像が光電面４に
入射し、気密窓３を介して結像される。 An optical image of an object to be observed 1 whose brightness and shape change rapidly through an optical lens 2 is incident on a photocathode 4 and formed into an image through an airtight window 3.
光電面４の応答スピードは１ピコ秒よりも速
く、この光像は非常に速い応答で光電子像に変換
される。 The response speed of the photocathode 4 is faster than 1 picosecond, and this optical image is converted into a photoelectron image with a very fast response.
直流高圧発生回路４０から動作電圧として光電
面４には−10KV，近接して設けられたメツシユ
電極６は−8.5KVの電圧が印加されている。これ
によりこの光電子像を形成している電子群は、メ
ツシユ電極６方向に加速される。 A DC high voltage generating circuit 40 applies an operating voltage of -10 KV to the photocathode 4 and -8.5 KV to the mesh electrode 6 provided nearby. As a result, the electron group forming this photoelectron image is accelerated in the direction of the mesh electrode 6.
一方光電面４には連続して光が照射されている
ので、次々と、光電子が発生し光電子ビームが光
電面４から偏向電極１１の方向に管軸に沿つて発
生する。この光電子ビームの管軸に垂直な各断面
内には各時刻における光像の形状や明るさの二次
元情報が電子の空間密度に変換されて入つてい
る。管軸に沿つてその断面を偏向電極１１の方か
ら、光電面４側に見ていくと、時刻の前の方から
後の方に順次各時刻における前記情報が入つてお
り、それが、順次偏向電極１１の方へ流れてい
く。光電子像５が流れていくうちにボケてしまう
が、第１集束電極７に適当な電圧を印加すること
により、偏向電極１１の管軸方向の中点を通り管
軸に垂直な断面に光電子像として再び結像させ
る。 On the other hand, since the photocathode 4 is continuously irradiated with light, photoelectrons are generated one after another, and a photoelectron beam is generated from the photocathode 4 toward the deflection electrode 11 along the tube axis. In each cross section of the photoelectron beam perpendicular to the tube axis, two-dimensional information about the shape and brightness of the optical image at each time is converted into a spatial density of electrons. When looking at the cross section along the tube axis from the deflection electrode 11 to the photocathode 4 side, the information at each time is sequentially entered from earlier to later. It flows towards the deflection electrode 11. Although the photoelectron image 5 becomes blurred as it flows, by applying an appropriate voltage to the first focusing electrode 7, the photoelectron image is formed on a cross section that passes through the center point of the deflection electrode 11 in the tube axis direction and is perpendicular to the tube axis. image again as
第４図Ａは前述した電子光学系を幾何光学系に
置き換えて示したものであり、光電子像のＡ点、
Ｂ点を形成している電子群の軌道で代表して結像
の様子を示してある。各点からの光電子の主軌道
を２０で示す。 Figure 4A shows the above-mentioned electron optical system replaced with a geometric optical system, and shows point A of the photoelectron image,
The image formation is shown as a representative trajectory of the electron group forming point B. The main orbit of photoelectrons from each point is indicated by 20.
各々の主軌道の両側に示されている軌道はＡ
点，Ｂ点の位置で光電面に立てた法線と任意の角
度でもつて、任意のエネルギーで放出された光電
子の軌道であり、以下この軌道をβ軌道と呼ぶ。 The orbits shown on both sides of each main orbit are A
This is the trajectory of a photoelectron emitted with arbitrary energy at an arbitrary angle to the normal to the photocathode at the position of point and point B, and this orbit is hereinafter referred to as a β orbit.
主軌道２０は、実際には光電面に投影された光
像の各点に対し、描けるものであるが、ここで
は、Ａ点，Ｂ点に対応するものだけ示してある。 Although the main trajectory 20 can actually be drawn for each point of the optical image projected on the photocathode, only those corresponding to points A and B are shown here.
これらの主軌道群が偏向電極１１および開孔１
２に入射する時の角度を概略平行または、少しせ
ばまつていくように電子レンズ１９で調節する。
電子レンズがこのような主軌道の発散角を調節で
きることは、よく知られている。第４図Ａに示さ
れた電子レンズ１８，電子レンズ１９は具体的に
はそれぞれ第１図に示される主として第１集束電
極７，電子ビーム角度調節電極９によつて作られ
る。この実施例では、電子レンズ１８は、−
8.5KVが印加されたメツシユ電極６，−8.8KVの
印加された第１集束電極７，接地電圧0Vの印加
された第１アノード８によつて形成され、電子レ
ンズ１９は0Vの印加がされた第１アノード８，−
7KVの印加がされた電子ビーム角度調節電極９，
0Vの印加された遮蔽電極１０によつて形成され
る。 These main orbit groups are connected to the deflection electrode 11 and the aperture 1.
The electron lens 19 is used to adjust the angle at which the electrons enter the electron beam 2 so that they are approximately parallel to each other, or slightly parallel to each other.
It is well known that electron lenses can adjust the divergence angle of their main orbits. Specifically, the electron lens 18 and the electron lens 19 shown in FIG. 4A are mainly made of the first focusing electrode 7 and the electron beam angle adjusting electrode 9 shown in FIG. 1, respectively. In this example, the electronic lens 18 is -
It was formed by a mesh electrode 6 to which 8.5 KV was applied, a first focusing electrode 7 to which -8.8 KV was applied, and a first anode 8 to which a ground voltage of 0 V was applied, and an electron lens 19 was applied to 0 V. First anode 8,-
Electron beam angle adjustment electrode 9 to which 7KV was applied;
It is formed by a shielding electrode 10 to which 0V is applied.
前記偏向電極１１の管軸方向の中点を通りかつ
管軸に垂直な面に電子像が結像し、主軌道群が偏
向電極１１や、開孔１２に概略平行または狭まつ
ていくように入射する。 An electron image is formed on a plane that passes through the center point of the deflection electrode 11 in the tube axis direction and is perpendicular to the tube axis, and the main orbit group is approximately parallel to or narrows to the deflection electrode 11 and the aperture 12. incident.
せばまつて入射する場合をさらに第４図Ｂを参
照して説明する。 The case where the light is incident again will be further explained with reference to FIG. 4B.
第４図Ａは、Ｍ点から放射されたと見なすこと
のできる電子ビームについてのみ時間の経過とと
もにビーム，，として示している。 In FIG. 4A, only electron beams that can be considered to have been emitted from point M are shown as beams over time.
これに対して、第４図Ｂはある時刻において、
光電子ビームが偏向中心に光電子像MNを形成し
た後全体としてどのようにして電子ビーム阻止電
極１３上の開孔１２を通過し、螢光面１６に像を
結ぶかを示す図であつて、表現と理解のために対
応する構成要素を示してあるが電極間隔等は前記
第８図Ｂと異なつている。 On the other hand, in Figure 4B, at a certain time,
It is a diagram showing how the photoelectron beam as a whole passes through the aperture 12 on the electron beam blocking electrode 13 and focuses the image on the fluorescent surface 16 after forming the photoelectron image MN at the center of deflection, and is an expression. For the sake of understanding, corresponding components are shown, but the electrode spacing etc. are different from those in FIG. 8B.
この場合、電極９の形成する電子レンズ１９
は、偏向電極１１および開孔１２に入射する時の
主軌道群の角度を少しせばめるように動作してい
る。 In this case, the electron lens 19 formed by the electrode 9
operates to slightly narrow the angle of the main trajectory group when it enters the deflection electrode 11 and the aperture 12.
これにより開孔１２において、全光電子ビーム
の断面の外径を最少にし、開孔１２の径を小さく
して露出時間（露光間隔）が小さくできるように
してある。 As a result, in the aperture 12, the outer diameter of the cross section of all the photoelectron beams is minimized, and the diameter of the aperture 12 is made small, thereby making it possible to shorten the exposure time (exposure interval).
これにより、電子レンズ２１を使用する径を小
さくすることにより、球面収差をできるだけ小さ
くするように構成することができる。 Thereby, by reducing the diameter of the electron lens 21, it is possible to make the spherical aberration as small as possible.
この場合の電子レンズ１９の動作については、
光学レンズと同様に考えることができる。 Regarding the operation of the electronic lens 19 in this case,
It can be thought of in the same way as an optical lens.
第１収束電極７の形成する電子レンズ１８で生
じるクロスオーバー点（主軌道が交わるかまたは
最少断面積となるところ）と、電子レンズ１９を
通過した後平行になり、クロスオーバー点が電子
レンズ１９の焦点距離より外にあればせばまるよ
うになる。 The crossover point (where the main orbits intersect or have the minimum cross-sectional area) that occurs in the electron lens 18 formed by the first focusing electrode 7 becomes parallel to the electron lens 19 after passing through the electron lens 19, and the crossover point is the point where the electron lens 19 If it is outside the focal length of , it becomes a circle.
前述のようにして、偏向電極１１の中間面に結
像されるように入射した光電子ビームは、偏向電
極１１に印加される偏向電圧により、光電子ビー
ム阻止電極１３の表面上を掃引させられる。 As described above, the photoelectron beam incident on the intermediate plane of the deflection electrode 11 is swept over the surface of the photoelectron beam blocking electrode 13 by the deflection voltage applied to the deflection electrode 11.
第５図に偏向電圧を示す。図において１２ａ，
１２ｂはそれぞれ偏向電極１１ａ，１１ｂに印加
される傾斜電圧を示す。 Figure 5 shows the deflection voltage. In the figure, 12a,
12b indicates a gradient voltage applied to the deflection electrodes 11a and 11b, respectively.
なおこの実施例では、第５図に示すように、偏
向電極の両方に対称な偏向電圧を印加するように
なつているが、もちろん、一方の偏向電極を0V
に固定して、片方だけに傾斜状電圧を印加して光
電子ビームの偏向を行うことも可能である。 In this embodiment, as shown in Fig. 5, symmetrical deflection voltages are applied to both deflection electrodes, but of course one deflection electrode is applied with 0V.
It is also possible to deflect the photoelectron beam by fixing it to one side and applying a gradient voltage to only one side.
偏向電極の幅を２cm，管軸方向の長さを２cm，
その間隔を１cmとする。光電面４は−10KV，遮
蔽電極１０は接地電位とすると、光電子は10KV
のエネルギーまで加速されて偏向電極１１に入射
する。 The width of the deflection electrode is 2 cm, the length in the tube axis direction is 2 cm,
Let the interval be 1 cm. Assuming that the photocathode 4 is at -10KV and the shielding electrode 10 is at ground potential, the photoelectrons are at 10KV.
It is accelerated to an energy of , and enters the deflection electrode 11.
偏向電極１１に入射した光電子ビームは管軸に
垂直な力のみを受けて偏向される。 The photoelectron beam incident on the deflection electrode 11 is deflected only by a force perpendicular to the tube axis.
管軸の方向の速さは、偏向電極に入射してからも
変わらないから、10KeVのエネルギーに対応す
る速さでは、偏向電極１１の管軸の方向の長さ２
cmを通過する時間は、約340psである。この偏向
電極１１で光電子ビームが偏向される時の様子
は、光電子ビームがこの偏向電極を通り抜ける間
は偏向電極に印加されている偏向電圧が一定と見
なせるか、あるいは、その間にも大きく変化する
ほど偏向電圧の変化が激しいかで、様子が異なつ
てくる。Since the speed in the direction of the tube axis does not change even after entering the deflection electrode, at a speed corresponding to 10 KeV energy, the length of the deflection electrode 11 in the direction of the tube axis is 2.
The time it takes to pass cm is approximately 340 ps. When a photoelectron beam is deflected by this deflection electrode 11, the deflection voltage applied to the deflection electrode can be considered to be constant while the photoelectron beam passes through this deflection electrode, or it may change greatly during that time. The situation will differ depending on how drastic the change in deflection voltage is.
まず、前者の場合について説明し、次に後者の
場合について説明する。 First, the former case will be explained, and then the latter case will be explained.
第５図に示す偏向電圧波形で、Ｔが例えば
1000nsの場合傾斜部分のどの位置で光電子ビーム
を入射しても10KeVに相当る速さでは、偏向電
極を通過する間、偏向電圧は一定とみなせる。 In the deflection voltage waveform shown in FIG. 5, T is for example
In the case of 1000 ns, no matter where on the inclined part the photoelectron beam is incident, at a speed equivalent to 10 KeV, the deflection voltage can be considered constant while it passes through the deflection electrode.
第５図に示す傾斜電圧の傾斜の始まる所を時刻
０にとれば、例えば375ns後には偏向電極１１ａ，
１１ｂには、それぞれ＋500V，−500Vの電圧が
印加される。 If we take the point at which the slope of the slope voltage starts as shown in FIG.
Voltages of +500V and -500V are applied to 11b, respectively.
この電圧が印加されている時、偏向電極に入射
した光電子ビームが偏向されている様子を第６図
を参照して説明する。 The manner in which the photoelectron beam incident on the deflection electrode is deflected when this voltage is applied will be explained with reference to FIG. 6.
ここで偏向電極の管軸方向の中間面の場所に、
点線で示した矢印は偏向電極１１に印加されてい
る偏向電極が0Vの時（偏向電界が０）の光電子
像の結像を示す。 Here, at the intermediate plane of the deflection electrode in the tube axis direction,
The dotted arrow indicates the formation of a photoelectron image when the voltage applied to the deflection electrode 11 is 0V (the deflection electric field is 0).
この矢印の左側で矢印の下端Ｍ点に入射してい
る３本の点線は、偏向電圧が0Vの時の、主軌道
およびβ軌道のＭ点への結像の様子を示し、電界
が０であるので、偏向電極入口からＭ点まで直進
している。 The three dotted lines incident on the lower end of the arrow, point M, on the left side of this arrow indicate how the main orbit and β orbit are imaged at point M when the deflection voltage is 0V, and the electric field is 0. Therefore, it goes straight from the entrance of the deflection electrode to point M.
偏向電極が０の時のこのあとの軌道は示してな
いが、その場合、光電子ビームはそのまま直進を
続け、像は再びボケていく。実際には、偏向電極
１１ａに＋500V、偏向電極１１ｂに−500V印加
されているので、偏向電極に光電子ビームが入射
すると、図中の実線で示すように光電子ビームは
放物線軌道を描いて、曲げられる。 The trajectory after this when the deflection electrode is 0 is not shown, but in that case, the photoelectron beam continues to travel straight and the image becomes blurred again. Actually, since +500V is applied to the deflection electrode 11a and -500V is applied to the deflection electrode 11b, when the photoelectron beam is incident on the deflection electrode, the photoelectron beam draws a parabolic trajectory and is bent as shown by the solid line in the figure. .
光電子ビームは偏向電極１１から抜け出ると、
管壁電極３０および光電子ビーム阻止電極１３は
0V（グランド電位）であるので、再び電界は０と
なり、光電子ビームは直進する。ここで簡単な計
算によつて確かめられることであるが、第６図に
示すように偏向電界を抜けたあと、直進運動にな
つてからの軌道の傾きで、偏向電極の方に点線で
その軌道を逆延長すると、主軌道も、β軌道もＭ
点に一致する。 When the photoelectron beam exits the deflection electrode 11,
The tube wall electrode 30 and the photoelectron beam blocking electrode 13 are
Since it is 0V (ground potential), the electric field becomes 0 again, and the photoelectron beam travels straight. Here, it can be confirmed by a simple calculation that, as shown in Figure 6, the inclination of the trajectory after passing through the deflection electric field and becoming a straight-line motion is indicated by the dotted line toward the deflection electrode. If we reversely extend , both the main orbit and the β orbit become M
Match points.
これは偏向電極１１に±500Vの電圧が印加さ
れた場合の例であつて、他の時刻には、第５図か
らわかるように他の電圧が印加される。 This is an example in which a voltage of ±500 V is applied to the deflection electrode 11, and other voltages are applied at other times, as can be seen from FIG.
この時は、偏向電極１１を抜け出たあとの光電
子ビームの位置，および傾きは±500Vの時と異
なるが、その直進運動に変わつてからの軌道を逆
向きに直線で延長すると、主軌道，β軌道ともに
Ｍ点に一致することが確認できる。 At this time, the position and inclination of the photoelectron beam after exiting the deflection electrode 11 are different from those at ±500V, but if the trajectory after changing to a straight motion is extended in a straight line in the opposite direction, the main trajectory, β It can be confirmed that both trajectories coincide with point M.
これは電子ビームが偏向電極を抜けて直進運動
になつてからは、管の出力側からみるとどのよう
に光電子ビームが偏向されようと、偏向電界が０
の時、例えばＭ点に集束するように進んできたビ
ームは、そのＭ点から、直線的に放射されたかの
ように見なすことができることを示している。前
記では、Ｍ点で説明してきたが、もちろんこれは
矢印で示されたＭ点以外の任意の点についてもい
えることである。 This means that after the electron beam passes through the deflection electrode and moves in a straight line, no matter how the photoelectron beam is deflected when viewed from the output side of the tube, the deflection electric field is zero.
This shows that, for example, a beam that has traveled so as to be focused at point M can be regarded as if it were radiated straight from point M. In the above, the explanation has been made using point M, but of course this also applies to any point other than point M indicated by the arrow.
この原理により、本発明の新規な構成を実現で
きる。 This principle makes it possible to realize a novel configuration of the present invention.
さらに簡単な計算でわかることであるが、偏向
電圧が０の時に偏向電極の中間面以外に、光電子
像を結像するよう入射した場合は、その結像の任
意の一点から発散してくる光電子ビーム（主軌道
およびβ軌道）が偏向電極で偏向され、さらに偏
向電極を抜けて、直進運動になつてからの軌道を
逆延長したものは各偏向電圧については、偏向電
極より右側から見ると、ある一点から放射されて
いるように見える。しかし、その点は、偏向電圧
が異なると別の場所の点であり、偏向電極の中間
面に光電子像が結像されるように、入射した時の
ように、光電子ビームをどのように偏向しても、
偏向電極の右側から見た時、一点から放射された
ように見えるようにはならない。 Furthermore, a simple calculation shows that if the deflection voltage is 0 and the photoelectrons are incident on a surface other than the intermediate plane of the deflection electrode so as to form a photoelectron image, the photoelectrons will diverge from any point on the image. The beam (main orbit and β orbit) is deflected by the deflection electrode, passes through the deflection electrode, moves in a straight line, and then is reversely extended. For each deflection voltage, when viewed from the right side of the deflection electrode, It appears to be radiating from a single point. However, that point is at a different location when the deflection voltage is different, and it depends on how the photoelectron beam is deflected when it is incident so that the photoelectron image is formed on the intermediate plane of the deflection electrode. Even though
When viewed from the right side of the deflection electrode, the radiation does not appear to be radiated from a single point.
これが光電子像を偏向電極の管軸方向の中間で
管軸に垂直な断面に結像する理由である。 This is the reason why the photoelectron image is formed on a cross section perpendicular to the tube axis at the center of the deflection electrode in the tube axis direction.
また第５図に示す偏向電圧波形でＴが例えば
1.5nsの場合、光電子ビームが偏向電極を通過し
てしまうのに要する時間が約340psであるので、
偏向電極の印加電圧は変化してしまう。 Also, in the deflection voltage waveform shown in FIG. 5, T is, for example,
In the case of 1.5ns, the time required for the photoelectron beam to pass through the deflection electrode is approximately 340ps, so
The voltage applied to the deflection electrodes will change.
この場合、光電面で発生した光電子像を偏向電
圧が０の時、偏向電極の管軸方向の中間を通り、
管軸に垂直な断面に再び結像するよう入射した時
どのように偏向されるか検討した。 In this case, when the deflection voltage is 0, the photoelectron image generated on the photocathode passes through the center of the deflection electrode in the tube axis direction,
We investigated how the beam is deflected when it is incident so that it is re-imaged on a cross section perpendicular to the tube axis.
その結果その偏向電圧が０の時その中間面に結
像している光電子像のある任意の一点Ｑから発散
してくる主軌道，β軌道は偏向された時ともに偏
向電極を出て、直進運動になつてから、その直線
を逆方向に延長すれば、管軸に垂直で偏向電極の
管軸の方向の中点の断面の特定の一点にその傾斜
電圧波形のどの時刻に入射しても結像され、この
一点は中間の断面内で偏向電極に電界を印加しな
い時の結像点Ｑからある特定距離ｄでけ、光電子
ビームの掃引される方向と逆方向にずれた点であ
ることがわかつた。 As a result, when the deflection voltage is 0, the main orbit and β orbit that diverge from an arbitrary point Q where the photoelectron image is formed on the intermediate plane exit the deflection electrode and move in a straight line. Then, if we extend that straight line in the opposite direction, no matter what time the gradient voltage waveform is incident on, it will lead to a specific point on the cross section perpendicular to the tube axis and at the midpoint of the deflection electrode in the direction of the tube axis. This single point is a certain distance d from the imaging point Q when no electric field is applied to the deflection electrode in the intermediate cross section, and is a point shifted in the opposite direction to the direction in which the photoelectron beam is swept. I understand.
このことを第６図ＡおよびＢを参照してさらに
説明する。 This will be further explained with reference to FIGS. 6A and 6B.
第６図Ａは偏向電極で偏向前後の主軌道とβ軌
道を示す図であり、第６図Ｂは偏向電極に印加さ
れる電圧の変化が速い場合について主軌道のみを
示した図である。 FIG. 6A is a diagram showing the main orbit and β orbit before and after deflection by the deflection electrode, and FIG. 6B is a diagram showing only the main orbit when the voltage applied to the deflection electrode changes quickly.
第６図Ｂでは、偏向電圧の変化が速いため、偏
向電極中で電子ビームが途中で反対方向に曲げら
れている。 In FIG. 6B, since the deflection voltage changes quickly, the electron beam is bent in the opposite direction in the deflection electrode.
しかし偏向電界を印加しない状態で、偏向電極
内の結像面の点Ｑに向かつていた主軌道は高速に
偏向され、，，のように掃引される。 However, when no deflection electric field is applied, the main trajectory, which was heading toward point Q on the imaging plane within the deflection electrode, is deflected at high speed and swept as shown in .
このときＱから掃引方向とｄだけ逆方向にずれ
た点から放射されたものとして取り扱えることが
理解できる。 In this case, it can be understood that the radiation can be treated as being radiated from a point shifted from Q in the direction opposite to the sweep direction by d.
前記特定距離ｄの値は偏向電極１１の長さ、光
電子ビームの管軸方向の速さ、偏向電圧の時間的
な変化率によつて定まるものである。 The value of the specific distance d is determined by the length of the deflection electrode 11, the speed of the photoelectron beam in the tube axis direction, and the temporal change rate of the deflection voltage.
以上により、光電子ビームが偏向電極を通過し
ている間に偏向電圧の値が大きく変わつてしまう
ほど速く光電子ビームが偏向される時も、またそ
の光電子ビームがどの方向に偏向された場合でも
偏向電極が０の時結ばれる光電子像からｄだけ、
光電子ビームが掃引される方向と逆方向にその偏
向電極の管軸方向の中間点である結像面内で移動
した所にその光電子像があり、そこから、直線的
に光電子ビームが放射されたかのように見なすこ
とができる。 As a result of the above, even when the photoelectron beam is deflected so quickly that the value of the deflection voltage changes greatly while the photoelectron beam is passing through the deflection electrode, and even when the photoelectron beam is deflected in any direction, the deflection electrode From the photoelectron image formed when is 0, only d,
There is a photoelectron image at the point where the photoelectron beam moves in the direction opposite to the direction in which it is swept within the imaging plane, which is the midpoint in the direction of the tube axis of the deflection electrode. It can be seen as such.
このように、偏向電極に傾斜状電圧を与えて光
電子ビームが第４図Ａに示す光電子ビーム阻止電
極１３の開孔の断面上を動いていくにもかかわら
ず、偏向電極内の仮想上の静止した光電子像から
直線的に放射されてきたものとして、その光電子
ビームが扱える。 In this way, even though a gradient voltage is applied to the deflection electrode and the photoelectron beam moves on the cross section of the aperture of the photoelectron beam blocking electrode 13 shown in FIG. The photoelectron beam can be treated as being emitted in a straight line from the photoelectron image.
このことは、その光電子ビームを球面収差を無
視できる範囲内の径の電子レンズ２１に入射して
やれば、光電子ビームはそのレンズを移動して掃
引しているにもかかわらずその電子レンズ２１は
その仮想的な静止像を出力スクリーン上に結像す
ることができることを意味する。 This means that if the photoelectron beam is incident on the electron lens 21 whose diameter is within a range where spherical aberration can be ignored, the electron lens 21 will be able to move around the virtual state even though the photoelectron beam is moving and sweeping the lens. This means that a static image can be formed on the output screen.
この様子を、光電子ビームが偏向電極を通り抜
ける時間では、偏向電圧が変化しないと見なせる
場合について、第４図Ａのビーム，，に示
す。これらは、偏向電圧が０の時、光電面におけ
る光電子像５のＢ点を形成する電子群が偏向電極
の中間面上のＭ点に結像する主軌道とβ軌道から
なる光電子ビームについて示しており、この光電
子ビームは、偏向電界によつて図中に矢印で示さ
れる掃引方向にビーム，，と偏向されてい
くが、どの光電子ビームを点Ｍから直線状に放射
されたものと扱つてよく、電子レンズ２１によつ
て同一M′点に結像される。 This situation is shown in the beams . These are shown for a photoelectron beam consisting of a main orbit and a β orbit in which, when the deflection voltage is 0, a group of electrons forming point B of the photoelectron image 5 on the photocathode is imaged at point M on the intermediate plane of the deflection electrode. This photoelectron beam is deflected by the deflection electric field in the sweeping direction shown by the arrow in the figure, but which photoelectron beam can be treated as being emitted in a straight line from point M? , are imaged at the same point M' by the electron lens 21.
なお、ビームとは開孔１２をその二つの端
ぎりぎりに通過したもので、ビームからの位
置までの掃引時間が露出時間となる。 Note that the beam is one that has passed through the aperture 12 just at its two ends, and the sweep time from the beam to the position is the exposure time.
結局、Ｂ点に関する光電子ビームはその露出時
間の間すべてM′点に結像され、他の光電子像の
任意の他の点、例えばＡ点についても同様に
N′点に結像される。 After all, the photoelectron beam for point B is imaged at point M′ for all of its exposure time, and similarly for any other point of the other photoelectron images, e.g. point A.
The image is focused on point N′.
光電子ビームが、偏向電極を通り抜ける間に偏
向電圧が変化してしまう場合でも、第４図Ａにお
ける偏向電極内のMN点で示される光電子像をｄ
だけ上方にずらした光電子像を電子レンズ２１で
結像したものと同じ結果となる。 Even if the deflection voltage changes while the photoelectron beam passes through the deflection electrode, the photoelectron image indicated by the MN point in the deflection electrode in Figure 4A can be
The result is the same as that obtained by forming a photoelectron image shifted upward by a certain amount by the electron lens 21.
このことは、偏向電極に傾斜電圧を印加して
も、像の偏向電界による移動から生じる出力螢光
面上のボケがなく、露出時間の間螢光面上に、像
を静止させたのと同じ効果を与えることができる
ことを示す。 This means that even if a tilted voltage is applied to the deflection electrode, there is no blurring on the output phosphor surface caused by the movement of the image due to the deflection electric field, and the image remains stationary on the phosphor surface during the exposure time. Show that the same effect can be given.
また、偏向電極によつて偏向された光電子ビー
ムが光電子ビーム阻止電極１３上の開孔１２を横
切るのに要する時間が露出時間を定めることにな
る。また、電子レンズ１９により、主軌道の発散
をおさえて偏向電極に入射する主軌道群を平行ま
たは少し狭めるようにしたのは、開孔を有する阻
止電極に流入するまでに主軌道が広がつてしまう
と、開孔の掃引方向の長さを長くしなくてはなら
ず、電子レンズ２１の有孔径も大きくしなくては
球面が大きくなるためである。 Further, the time required for the photoelectron beam deflected by the deflection electrode to cross the aperture 12 on the photoelectron beam blocking electrode 13 determines the exposure time. In addition, the electron lens 19 is used to suppress the divergence of the main orbits and make the main orbits incident on the deflection electrode parallel or slightly narrow because the main orbits are widened by the time they enter the blocking electrode with an aperture. This is because the length of the aperture in the sweep direction must be increased, and the diameter of the aperture of the electron lens 21 must also be increased, resulting in a larger spherical surface.
第２電子像形成部は、第４図の電子レンズ２１
と出力螢光面１６から構成されている。 The second electronic image forming section includes an electronic lens 21 in FIG.
and an output fluorescent surface 16.
電子レンズ２１は、第１図に示す光電子ビーム
阻止電極１３（接地電位）、第２集束電極１４
（−8KV），第２アノード１５（0V，接地電位）
にして形成できる。 The electron lens 21 includes a photoelectron beam blocking electrode 13 (ground potential) and a second focusing electrode 14 shown in FIG.
(-8KV), second anode 15 (0V, ground potential)
It can be formed by
電子光学系は以上のように構成されているの
で、第３図に示すように、起動回路により観察対
象物１からの光の一部を検出し、傾斜電圧発生回
路により、傾斜電圧を発生することにより、極め
て短い露出時間の像をスクリーン１６に取り出す
ことができる。 Since the electron optical system is configured as described above, as shown in FIG. 3, a part of the light from the observation object 1 is detected by the starting circuit, and a gradient voltage is generated by the gradient voltage generation circuit. This allows an image with an extremely short exposure time to be taken out on the screen 16.
（変形例）
以上詳しく説明した実施例の第１および第２の
電子レンズを、第７図に示す磁界集束型のコイル
に変更することができる。(Modification) The first and second electron lenses of the embodiment described in detail above can be changed to magnetic field focusing coils shown in FIG. 7.
第４図の電子レンズ１８の作用を第１フオーカ
スコイル３１により、電子レンズ２１の作用を第
２フオーカスコイル３２により行わせる。 The action of the electron lens 18 in FIG. 4 is performed by a first focus coil 31, and the action of the electron lens 21 is performed by a second focus coil 32.
なお実施例ではメツシユ電極６を用いる例を示
したが、この電極は不可欠ではないが、メツシユ
電極６を用いない場合は、露光時間，露光間隔は
数十psが限界となる。同様に光電子ビーム角度調
節電極９を設けなくてもよいが、その場合は開孔
の大きさが非常に大きくなり、装置は大型にな
る。また、実施例として平行な平板２枚からなる
偏向電極を用いているが、第８図Ａ，Ｂに示す偏
向電極を用いることができる。この電極は偏向感
度を上げ、さらに出力側で光電子ビームが引つ掛
からないようにしてある。 In the embodiment, an example is shown in which the mesh electrode 6 is used, but although this electrode is not essential, if the mesh electrode 6 is not used, the exposure time and exposure interval are limited to several tens of ps. Similarly, it is not necessary to provide the photoelectron beam angle adjusting electrode 9, but in that case, the size of the aperture becomes very large and the device becomes large. Furthermore, although a deflection electrode consisting of two parallel flat plates is used in the embodiment, deflection electrodes shown in FIGS. 8A and 8B may also be used. This electrode increases the deflection sensitivity and also prevents the photoelectron beam from being caught on the output side.
これらの偏向電極を用いる場合は、光電子像を
この偏向電極の管軸方向のどの位置を通る管軸に
垂直な断面に結ぶかであるが、（先の単に２枚の
平板電極からなる場合は管軸方向の偏向電極の長
さの中間），これは偏向電極の管軸方向の形状に
よつて異なる。先の実施例も含めて、より一般的
にいえば偏向中心と呼ばれる位置である。偏向中
心とは第８図に示すように管軸に一致した光電子
ビームが偏向電極に入射して、その偏向電極の中
で曲線を描いて曲げられ、偏向電極から抜け、さ
らに、直進運動する時、その直進運動部分を、そ
のまま、ビームの進んできたもとの方向に延長
し、また、偏向電極に管軸に一致して入射してく
る直線も延長すると、第８図に示すように、その
偏向電極によつて定まるＰ点で、常に（どのよう
に偏向された時でも）交わる。これは、偏向量が
大きくても小さくても常に同じで、偏向電極の出
力側からみると常にその点から、直線的に偏向さ
れてきたかのように見えるので、偏向中心と呼ば
れる。このＰ点を含む管軸に垂直な断面に光電子
像を結像すればよい。 When using these deflection electrodes, the question is which position in the tube axis direction of the deflection electrode should the photoelectron image be connected to a cross section perpendicular to the tube axis? (the middle of the length of the deflection electrode in the tube axis direction), which varies depending on the shape of the deflection electrode in the tube axis direction. More generally, including the previous embodiments, this is a position called the center of deflection. The center of deflection is defined as the center of deflection, as shown in Figure 8, when a photoelectron beam aligned with the tube axis enters the deflection electrode, is bent in a curved line within the deflection electrode, exits the deflection electrode, and then moves in a straight line. , if we extend the rectilinear motion part as it is in the original direction in which the beam traveled, and also extend the straight line that is incident on the deflection electrode in line with the tube axis, the deflection will be as shown in Figure 8. They always intersect (no matter how deflected) at a point P determined by the electrodes. This point is always the same whether the amount of deflection is large or small, and when viewed from the output side of the deflection electrode, it always appears as if the deflection was linear from that point, so it is called the center of deflection. A photoelectron image may be formed on a cross section perpendicular to the tube axis that includes this point P.
（発明の効果）
以上詳しく説明したように、本発明による高速
電子シヤツタカメラは、第２電子レンズ側で露出
時間を決定できるから、従来装置のようにメツシ
ユ電極によるシヤツタ作用をさせる必要がなく、
メツシユ電極に印加するシヤツタ電圧のなまりの
問題は完全に解決できる。(Effects of the Invention) As explained above in detail, the high-speed electronic shutter camera according to the present invention can determine the exposure time on the second electronic lens side, so there is no need for the mesh electrode to perform the shutter action as in conventional devices.
The problem of blunting of the shutter voltage applied to the mesh electrode can be completely solved.
また本発明による光電子ビームの露出に用いる
動的印加電圧として複雑な動作電圧波形を用いる
ことなく、１つまたは、１組の傾斜電圧だけを印
加すればよい。 Further, as the dynamic applied voltage used for photoelectron beam exposure according to the present invention, only one or one set of ramp voltages may be applied without using a complicated operating voltage waveform.
従来方式で、数10nsより短い露出時間で、出力
映像がボケるという現象があつたが、本発明によ
る高速電子シヤツタカメラではそのような問題は
生じない。 In the conventional method, there was a phenomenon in which the output image became blurred with an exposure time shorter than several tens of nanoseconds, but such a problem does not occur with the high-speed electronic shutter camera according to the present invention.
なお、１回の傾斜状偏向電圧を印加してシヤツ
タを切るだけでは、観察物体のある時刻での瞬間
的な像しか得られない。 It should be noted that if the shutter is turned off by applying a single gradient deflection voltage, only an instantaneous image of the observed object at a certain time can be obtained.
観察対象が繰り返し現象の場合は、前記起動回
路の中の遅延回路の遅延量を１回の偏向毎に変え
ながら、多数回偏向を行つてシヤツタ動作を行
い、他の任意の時刻の瞬間像をとらえることがで
きる。また、この場合、繰り返し偏向電圧波形と
して正弦波電圧を用い、その傾斜のほぼ直線とみ
なせる領域でシヤツタ動作を行わせることも可能
である。 If the object to be observed is a repeating phenomenon, the shutter operation is performed by performing multiple deflections while changing the delay amount of the delay circuit in the starting circuit for each deflection, and the instantaneous image at another arbitrary time is obtained. can be captured. Further, in this case, it is also possible to use a sine wave voltage as the repetitive deflection voltage waveform and perform the shutter operation in a region whose slope can be regarded as approximately a straight line.
第１図は、本発明による高速電子シヤツタカメ
ラの実施例を示す管軸を含む断面図である。第２
図は、本発明による高速電子シヤツタカメラの偏
向電極間に印加される電圧変化を示すグラフであ
る。第３図は、本発明による前記高速電子シヤツ
タカメラの全体の構成を示すブロツク図である。
第４図Ａと第４図Ｂは、前記実施例の電子光学系
を説明するための説明図である。第５図は、前記
実施例の偏向電極に印加される電圧を示す波形図
である。第６図Ａと第６図Ｂは、前記実施例の偏
向電極における電子ビームの径路を示す図であ
る。第７図は、本発明による高速電子シヤツタカ
メラのさらに他の実施例を示す管軸を含む断面図
である。第８図は、静電偏向手段の変形例を示す
略図である。第９図は、従来の高速電子シヤツタ
カメラを示す管軸を含む断面図である。第１０図
は、前記高速電子シヤツタカメラのメツシユ電極
と光電面に印加される電圧の変化を示す波形図で
ある。第１１図は、前記高速電子シヤツタカメラ
の高速度限界において予想される光電面に印加さ
れる電圧のだれを説明するための波形図である。
１…観察対象物、３…入力気密窓、４…光電
面、５…光電子像、６…メツシユ電極、７…第１
集束電極、８…第１アノード、９…調節電極、１
０…遮蔽電極、１１…偏向電極、１２…開孔、１
３…光電子ビーム阻止電極、１４…第２集束電
極、１５…第２アノード、１６…スクリーン、１
７…出力気密窓、２１…ハーフミラー、２２…レ
ンズ、２３…PINダイオード、２４…遅延回路、
２５…傾斜電圧発生回路、３０…管壁電極、３１
…第１フオーカスコイル、３２…第２フオーカス
コイル、４０…直流高圧発生回路。
FIG. 1 is a sectional view including a tube axis showing an embodiment of a high-speed electronic shutter camera according to the present invention. Second
The figure is a graph showing changes in the voltage applied between the deflection electrodes of the high-speed electronic shutter camera according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing the overall structure of the high-speed electronic shutter camera according to the present invention.
FIGS. 4A and 4B are explanatory diagrams for explaining the electron optical system of the embodiment. FIG. 5 is a waveform diagram showing the voltage applied to the deflection electrodes of the embodiment. FIGS. 6A and 6B are diagrams showing the paths of electron beams in the deflection electrodes of the embodiment. FIG. 7 is a sectional view including the tube axis showing still another embodiment of the high-speed electronic shutter camera according to the present invention. FIG. 8 is a schematic diagram showing a modification of the electrostatic deflection means. FIG. 9 is a sectional view including the tube axis showing a conventional high-speed electronic shutter camera. FIG. 10 is a waveform chart showing changes in voltage applied to the mesh electrode and photocathode of the high-speed electronic shutter camera. FIG. 11 is a waveform diagram for explaining the expected drop in voltage applied to the photocathode at the high speed limit of the high speed electronic shutter camera. 1...observation object, 3...input airtight window, 4...photocathode, 5...photoelectron image, 6...mesh electrode, 7...first
Focusing electrode, 8... First anode, 9... Adjustment electrode, 1
0... Shielding electrode, 11... Deflection electrode, 12... Opening, 1
3... Photoelectron beam blocking electrode, 14... Second focusing electrode, 15... Second anode, 16... Screen, 1
7... Output airtight window, 21... Half mirror, 22... Lens, 23... PIN diode, 24... Delay circuit,
25... Gradient voltage generation circuit, 30... Tube wall electrode, 31
...first focus coil, 32...second focus coil, 40...DC high voltage generation circuit.
Claims (1)
速シヤツタ撮りをする高速電子シヤツタカメラに
おいて、 光電子像を再結像させる第１の電子レンズと、 前記光電子の像再結像位置が偏向中心となるよ
うに配置されている偏向手段と、 ある一定時間内に前記偏向手段を通過した電子
を通過させ他の電子を捕捉する電子ビーム阻止電
極と、 前記電子ビーム阻止電極を通過した電子ビーム
を受け入れるように配置された第２電子レンズ
と、 前記第２電子レンズの結像位置に配置された螢
光面と、 前記各電子レンズに動作電力を供給するレンズ
駆動回路と、 前記偏向手段に偏向の程度が時間的に傾斜する
偏向を発生させる動作電力を供給する偏向手段駆
動回路とから構成した高速電子シヤツタカメラ。 ２ 前記第１または第２の電子レンズは静電集束
型または電磁集束型である特許請求の範囲第１項
記載の高速電子シヤツタカメラ。 ３ イメージ管を用い光電面に形成された像を高
速シヤツタ撮りをする高速電子シヤツタカメラに
おいて、 光電子像を再結像させる第１の電子レンズと、 前記光電子の像再結像位置が偏向中心となるよ
うに配置されている偏向手段と、 ある一定時間内に前記偏向手段を通過した電子
を通過させ他の電子を捕捉する電子ビーム阻止電
極と、 前記電子ビーム阻止電極を通過した電子ビーム
を受け入れるように配置された第２電子レンズ
と、前記第２電子レンズの結像位置に配置された
螢光面と、 前記各電子レンズに動作電力を供給するレンズ
駆動回路と、 前記偏向手段に偏向の程度が時間的に傾斜する
偏向を発生させる動作電力を供給する偏向手段駆
動回路と、 観察対象の発光を検出して発光に同期して前記
偏向手段を起動する起動回路とから構成した高速
電子シヤツタカメラ。 ４ 前記起動回路は光検出器と検出出力を遅延さ
せる遅延回路を含み、前記遅延回路の遅延量を調
節することにより、シヤツタ撮りを行うタイミン
グを観察対象の任意の時点に対応させるようにし
た特許請求の範囲第３項記載の高速電子シヤツタ
カメラ。[Scope of Claims] 1. A high-speed electronic shutter camera that uses an image tube to take a high-speed shutter shot of an image formed on a photocathode, comprising: a first electron lens that re-images a photoelectron image; and a first electron lens that re-images the photoelectron image. a deflection means arranged such that the position is the center of deflection; an electron beam blocking electrode that allows electrons that have passed through the deflection means within a certain period of time to pass through and captures other electrons; and electron beam blocking electrodes that pass through the electron beam blocking electrode. a second electron lens disposed to receive the electron beam; a fluorescent surface disposed at the imaging position of the second electron lens; a lens drive circuit supplying operating power to each of the electron lenses; A high-speed electronic shutter camera comprising a deflection means drive circuit that supplies operating power to the deflection means to generate a deflection whose degree of deflection is time-gradient. 2. The high-speed electronic shutter camera according to claim 1, wherein the first or second electron lens is of an electrostatic focusing type or an electromagnetic focusing type. 3. In a high-speed electronic shutter camera that uses an image tube to take a high-speed shutter shot of an image formed on a photocathode, there is a first electron lens that re-images the photoelectron image, and the re-imaging position of the photoelectron image becomes the center of deflection. an electron beam blocking electrode that allows electrons that have passed through the deflection means to pass through and captures other electrons within a certain period of time; and an electron beam blocking electrode configured to receive the electron beam that has passed through the electron beam blocking electrode. a second electron lens disposed at the second electron lens; a fluorescent surface disposed at the imaging position of the second electron lens; a lens drive circuit supplying operating power to each of the electron lenses; and a degree of deflection for the deflection means. A high-speed electronic shutter camera comprising: a deflection means drive circuit that supplies operating power to generate a temporally inclined deflection; and a startup circuit that detects light emission from an observation target and starts the deflection means in synchronization with the light emission. 4. A patent in which the activation circuit includes a photodetector and a delay circuit that delays the detection output, and by adjusting the amount of delay of the delay circuit, the timing for taking a picture corresponds to an arbitrary point in time of the observation target. A high-speed electronic shutter camera according to claim 3.
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP59079794A JPS60150546A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | High-speed electronic shutter camera |
| US06/723,642 US4694220A (en) | 1984-04-20 | 1985-04-16 | High-speed frame pick-up camera |
| GB08510168A GB2160013B (en) | 1984-04-20 | 1985-04-22 | High-speed camera |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59079794A JPS60150546A (en) | 1984-04-20 | 1984-04-20 | High-speed electronic shutter camera |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP545484A Division JPS60150545A (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | High-speed frame shot camera |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60150546A JPS60150546A (en) | 1985-08-08 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2322230A (en) * | 1997-02-17 | 1998-08-19 | Paul Antony Kellett | Image multiplier |
| GB2382666B (en) | 1998-06-05 | 2003-07-16 | Drs Hadland Ltd | Imaging arrangement and method |
| US9106841B2 (en) * | 2013-06-18 | 2015-08-11 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods and apparatus for high speed camera |
| CN111584333B (en) * | 2020-06-19 | 2023-06-02 | 西安中科英威特光电技术有限公司 | Method for realizing high-speed multi-image and photoelectric imaging device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2200285A (en) * | 1937-06-22 | 1940-05-14 | George H Callaghan | Television in natural color |
| US2337980A (en) * | 1941-04-26 | 1943-12-28 | Du Mont Allen B Lab Inc | System for color television receivers |
| US3071706A (en) * | 1956-11-21 | 1963-01-01 | Waldorf Adrian | Plural beam cathode ray tube |
| GB1329977A (en) * | 1970-06-26 | 1973-09-12 | Bradley D J | Electron optical image tubes and image tube streak cameras |
| US3952227A (en) * | 1971-04-09 | 1976-04-20 | U.S. Philips Corporation | Cathode-ray tube having electrostatic focusing and electrostatic deflection in one lens |
| US3900760A (en) * | 1971-07-02 | 1975-08-19 | Cbs Inc | Electron beam tube having post deflection lens |
-
1984
- 1984-04-20 JP JP59079794A patent/JPS60150546A/en active Granted
-
1985
- 1985-04-16 US US06/723,642 patent/US4694220A/en not_active Expired - Lifetime
- 1985-04-22 GB GB08510168A patent/GB2160013B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60150546A (en) | 1985-08-08 |
| US4694220A (en) | 1987-09-15 |
| GB2160013A (en) | 1985-12-11 |
| GB8510168D0 (en) | 1985-05-30 |
| GB2160013B (en) | 1988-05-05 |
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